技术
<p>1、前言</p>
<p>电子元器件之一电容种类繁多,而陶瓷电容是用得最多种类,没有之一,因此硬件工程师必须熟练的掌握其特性。</p>
<p>作为一个工作多年的硬件工程师,笔者结合自身经验,通过查阅各种资料,针对硬件设计需要掌握的重点及难点,总结了此文档。通过写文档,目的是能够使自己的知识更具有系统性,温故而知新,同时也希望对读者有所帮助,大家一起学习和进步。</p>
<p>2、电容的定义<br />
2.1 电容的本质</p>
<p>1. 电源线是EMI出入电路的重要途径。通过电源线,外界的干扰可以传入内部电路,影响RF电路指标。为了减少电磁辐射和耦合,要求DC-DC模块的一次侧、二次侧、负载侧环路面积最小。电源电路不管形式有多复杂,其大电流环路都要尽可能小。电源线和地线总是要很近放置。</p>
<p>2. 如果电路中使用了开关电源,开关电源的外围器件布局要符合各功率回流路径最短的原则。滤波电容要靠近开关电源相关引脚。使用共模电感,靠近开关电源模块。</p>
<p>3. 单板上长距离的电源线不能同时接近或穿过级联放大器(增益大于45dB)的输出和输入端附近。避免电源线成为RF信号传输途径,可能引起自激或降低扇区隔离度。长距离电源线的两端都需要加上高频滤波电容,甚至中间也加高频滤波电容。</p>
<p>随着科学技术的发展,电力/电子产品日益多样化、复杂化,电路结构和电子产品的物理尺寸变得越来越小,在设计周期的早期进行电路保护设计变得更加重 要。电路保护和电子保护器件的选型可能看起来优先级不高,但是应当在前期开始设计,消除设计问题并确保您的产品的性能和可靠性。</p>
<p>本文介绍一些常见的叠层设计。</p>
<p><strong>PCB的组成</strong></p>
<p>PCB看上去像一个多层蛋糕,制作过程中将不同材料的层,通过粘合剂粘合到一起。从表层开始分别是丝印——阻焊——铜——FR4——铜。。。铜——阻焊——丝印。其中铜和FR4可以根据实际层数调整厚度,也有很多种类型,包括芯板、基板、光板、PP等等。</p>
<p><strong>电磁干扰的产生与传输</strong></p>
<p>电磁干扰传输有两种方式:一种是传导传输方式,另一种则是辐射传输方式。传导传输是在干扰源和敏感设备之间有完整的电路连接,干扰信号沿着连接电路传递到接收器而发生电磁干扰现象。</p>
<p>辐射传输是干扰信号通过介质以电磁波的形式向外传播的干扰形式。常见的辐射耦合有三种:1)一个天线发射的电磁波被另一个天线意外地接收,称为天线对天线的耦合;2)空间电磁场经导线感应而耦合,称为场对线的耦合。3)两根平等导线之间的高频信号相互感应而形成的耦合,称为线对线的感应耦合。</p>
<p>射频电路指处理信号的电磁波长与电路或器件尺寸处于同一数量级的电路,作为PCB设计工程师,你当然得了解。本文,我们就先来学习一些基础术语吧。</p>
<p><strong>1. 射频 RF(Radio Frequency)</strong></p>
<p>射频是电磁波按应用划分的定义,专指具有一定波长可用于无线电通信的电磁波。频率范围定义比较混乱,资料中有30MHz至3GHz,也有300MHz至40GHz,与微波有重叠;另有一种按频谱划分的定义,是指波长从1兆m至1m范围内的电磁波,其相应的频率从30Hz至300MHz;射频(RF)与微波的频率界限比较模糊,并且随着器件技术和设计方法的进步还有所变化。</p>
<p>抗干扰设计的基本任务是系统或装置既不因外界电磁干扰影响而误动作或丧失功能,也不向外界发送过大的噪声干扰,以免影响其他系统或装置正常工作。因此提高系统的抗干扰能力也是该系统设计的一个重要环节。</p>
<p><strong>系统抗干扰设计</strong></p>
<p>抗干扰问题是现代电路设计中一个很重要的环节,它直接反映了整个系统的性能和工作的可靠性。在飞轮储能系统的电力电子控制中,由于其高压和低压控制信号同时并存,而且功率晶体管的瞬时开关也产生很大的电磁干扰,因此提高系统的抗干扰能力也是该系统设计的一个重要环节。</p>
<p> 不管是工业,还是生活生产过程中,传感器的作用都是很重要,扮演着信息搜集以及处理的角色。为何会出现MEMS传感器呢?这与芯片、材料和制造技术的发展密不可分,MEMS传感器它是一种融合了机电和控制技术的传感器,相对于传统传感器,体积更小、重量也轻、成本更低、功耗低等,MEMS传感器体积灵活,既可以是常规传感器,也可以是芯片级传感器,MEMS传感器也可以是智能传感器,这是它一大优势。</p>
<p> 伴随着物联网产业的发展,传感器也迎来了新的发展机遇。近几年几乎每年保持两位数的增长,中国传感器市场规模接近一千五百亿人民币,传感器的类型是多样化的,MEMS传感器市场规模占比达到一半以上,而MEMS传感器和智能传感器无疑是未来几年的主流。</p>
<p><em>作者: Digi-Key 工程师 Kelsie McMillin</em></p>
<p>Zigbee是一种无线Mesh协议,即针对需要低成本、低功耗的无线网络选项的产品而开发的一种开放式全球标准。它可在IEEE 802.15.4和公共频段2.4 GHz、900 MHz和868 MHz上运行。Zigbee是由Zigbee联盟的成员公司创建并批准的。</p>
<p>Zigbee Mesh网络中有三种节点类型:协调器、路由器和终端设备,且只能有一个协调器。协调器会设置网络并选择工作信道和PAN ID。建立了网络之后,协调器就会充当路由节点并管理其他网络功能。协调器不可休眠,必须一直通电。</p>
<p>在信号速率不断提高的今天,高速PCB设计已经成为每一个PCB工程师都应该要关注和掌握的必备技能,这包括基础理论知识以及实际设计经验。接下来和大家分享一些关于高速PCB设计的经典问答,都是前辈们的经验智慧哟。</p>
<p><strong>1、在进行高速多层PCB设计时,最应该注意的问题是什么?</strong></p>
<p>最应该注意的是你的层的设计,就是信号线、电源线、地、控制线这些你是如何划分在每个层的。一般的原则是模拟信号和模拟信号地至少要保证单独的一层。电源也建议用单独一层。</p>
<p><em>作者:Edwin Robledo</em></p>
<p>尽管目前半导体集成度越来越高,许多应用也都有随时可用的片上系统,同时许多功能强大且开箱即用的开发板也可越来越轻松地获得,但许多使用案例中电子产品的应用仍然需要使用定制PCB。在一次性开发当中,即使一个普通的PCB都能发挥非常重要的作用。PCB是进行设计的物理平台,也是用于原始组件进行电子系统设计的最灵活部件。</p>
<p>万物互联的时代也是数据为王的时代,然而在很多时候,没有对应的位置信息就意味着数据是“杂乱无章”的,可利用的价值就会大大降低。随着物联网行业这两年的蓬勃发展,定位技术在各种物联网应用场景的需求也大大提升,以下就为大家介绍几种室内外的定位技术。</p>
<p><strong>1、射频识别室内定位技术</strong></p>
<p>有关每种产品的标准值和测量条件,请参阅下列规格表。详细规格表的获取方法如下:</p>
<p>请从产品详细页面中下载</p>
<p>请参考下图例1、2的获取方法</p>
<p>获取方法例1:使用村田网站搜索</p>
<p>1-1.在首页的检索框中输入型号后点击检索按钮</p>
<p>1、陶瓷电容器可采用各种各样的电介质,每个电介质具有不同的特性,这些特性可在其温度和电压范围内极大地影响性能。最常见的两种电介质是Y5V和X5R,而Y5V电介质价格低廉,可在小封装中提供高电容,但其电容在其电压和温度范围内变化很大,不适用于DC/DC应用。</p>
<p>X5R和X7R电介质更适合于输出电容器应用,因为它们的特性在它们的工作范围内更稳定,并且被高度推荐。</p>
<p>2、正确地选择电容器和电感器的值会使电路更加稳定,但是好的PCB设计仍然是避免高纹波甚至自振荡的关键。</p>
<p>2020年慕尼黑上海电子展期间,村田制作所智慧工厂展区展示了室内实时精准定位系统、RFID标签、电池、旋转机械振动监测方案、工厂监控系统的无线传感器网络等产品和技术,为广大的线上和线下观众提供智慧工厂建设的积极思路与全方位解决方案。</p>
<p><strong>1. 室内定位系统</strong></p>
<p>室内定位系统主要应用于卫星信号无法覆盖的区域,如室内、地下等,并且在功耗、成本等方面也有一定优势。</p>
<p>村田开发的室内实时精准定位系统包含基础定位设备、边缘计算网关以及云端应用,融合了位置、时间和传感器数据等多元信息,定位精度可达厘米级,数据实时更新,系统快速响应。</p>
<p>要了解EMI抗干扰电路,我们就要从 “什么是EMI” EMI的全程为Electromagnetic Interference,即电磁干扰,它会伴随着电压,电流的作用而产生,它可以沿着电路或者空气等介质进行传导,是一种对周边电子设备、电子系统产生不良影响的电磁现象。这种电磁干扰,一种是从电源进线引入的外界干扰,另一种是有电子设备产生经过电源线传导出去。</p>
<p>共模电感是由两个方向相反匝数相同的线圈按照一定规则绕制而成的特殊电感器,它的作用是滤除电路当中的共模电磁干扰信号,那么在实际当中为什么共模电感也能够抑制差模信号?</p>
<p><strong>1. 漏感的产生</strong></p>
<p>了解漏感之前先看一下共模电感的结构。共模电感有两个绕组,而且两个绕组被设计成使它们所流过的电流沿线圈芯传导时方向相反,理论上彼此的磁场相互抵消。但是由于线圈绕制的环形有时候不能绕满一周,或者绕制不够紧密,那么磁就会泄漏出来。因为电感不可能是理想的电感,线圈绕完后,不可能所有磁通都集中在线圈的中心内。</p>
<p>传感器在不断壮大发展的今天,我们对它的了解越来越深,其常用术语总结为以下30个:</p>
<p>1.量程 :测量范围上限值和下限值的代数差。</p>
<p>2.精确度 :被测量的测量结果与真值间的一致程度。</p>
<p>3.通常有敏感元件和转换元件组成:</p>
<p>敏感元件是指传感器中能直接(或响应)被测量的部分。</p>
<p>转换元件指传感器中能较敏感元件感受(或响应)的北侧量转换成是与传输和(或)测量的电信号部分。</p>
<p>当输出为规定的标准信号时,则称为变送器。</p>